CC BY
56
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________________________2009, том 52, №9______________________________
ТЕХНИКА
УДК 666.9.03
Д.Х.Саидов, М.У.Шералиев, И.Э.Эгамов, З.В.Кобулиев КИНЕТИКА ИЗМЕНЕНИЯ ПРОЧНОСТИ ЦЕМЕНТНО-ГРУНТОВЫХ СМЕСЕЙ НА ОСНОВЕ ЛЕССОВОГО ГРУНТА ДУШАНБИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ АГРЕССИВНОЙ СРЕДЫ
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан У.М.Мирсаидовым 18.12.2008 г.)
Строительные изделия из цементного бетона обладают большим собственным весом, хрупкостью, относительно невысокой стойкостью в минерализованных грунтовых водах и др. Перспективными материалами, позволяющими заменить бетон, являются цементногрунтовые смеси.
Исследования коррозийной стойкости цементно-грунтовых смесей к солям различного типа проводились многими исследователями [2-6]. Определено, что наиболее быстро действует на цементный камень из всех встречающихся в грунтовых водах солей сернокислый магний.
Нами были проведены опыты по изучению воздействия на цементно-грунтовые смеси наиболее часто встречающихся в природе концентраций растворов сернокислого магния - 3;
6 и 60 г/л. В исследованиях использован лессовый грунт опытного участка «Ховарон» г.Душанбе. Данные о его гранулометрическом составе, физических показателях и солевом комплексе приведены в табл. 1-3.
По гранулометрическому составу грунт следует отнести к пылеватым супесям (по В.В.Охотину, табл. 1).
Таблица 1
Гранулометрический состав
Размеры фракций, мм
Грунт 0.25 0.25- 0.10 0.10- 0.05 0.05- 0.01 0.01- 0.005 0.005- 0.001 < 0.001 Отмытые соли
Содержание, %
Лессовая супесь 0.29 0.15 4.66 68.82 15.23 1.68 7.59 1.58
Таблица 2
Физические показатели
Удельный вес, г/см3 Максимальная молекулярная влагоемкость, % Влажность пределов пластичности, %
предел текучести предел раскатывания число пластичности
2.72 17 - 18 28 21 7
Таблица 3
Солевой комплекс
Водная вытяжка, % Солянокислая вытяжка, %
Плотный остаток ИСОз1 С11 8О41 Са Мв №+К 804 Са Мв
1.060 0.037 0.006 0.632 0.190 0.014 0.272 3.59 8.63 1.62
Результаты анализов водной и солянокислой вытяжек показывают, что грунт слабо засолен. В качество вяжущего использовался портландцемент марки М400 Душанбинского цементного завода. Опыты проводились на образцах из цементно-грунтовых смесей с 10-, 15- и 20%-ми дозировками портландцемента. Возраст испытываемых образцов - 7; 28; 90; 180; 270; 360 и 540 дней. Одновременно с ними испытывались образцы из цементного раствора (портландцемент + вольский песок).
Динамика изменения временных сопротивлений сжатию образцов (рис. 1) показала, что образцы, изготовленные из смесей с 10%-ой дозировкой портландцемента в растворе с концентрацией 60 г/л сернокислого магния, оказались неустойчивыми (это подтвердили многократные опыты), а для остальных образцов, независимо от дозировок портландцемента и от содержания соли в растворе, имело место постепенное нарастание механической прочности во времени.
В то же время у образцов из цементного раствора выявлено постепенное снижение сопротивления сжатию в зависимости от содержания соли в растворе. Наиболее интенсивное изменение сопротивления сжатию наблюдается в возрасте от трех месяцев до одного года. Сравнивая показатели, видим, что динамика изменения сопротивления сжатию образцов, хранившихся в растворах соли сернокислого магния, аналогична образцам, хранившимся в воде.
Количественное изменение свойств смесей в растворах сернокислого магния приводится в табл. 4.
Прочность цементно-грунтовых смесей зависит от многих факторов [1-3]: дозировки цемента в смеси, времени, условий хранения, влажности, уплотнения и др.
В табл. 5 приведено влияние концентрации солевых растворов на механическую прочность образцов, которые хранились в пресной воде в течение одного года.
Многими исследователями [1,3,6] установлено, что интенсивность протекания коррозии в цементном камне (в составе бетона) зависит не только от концентрации раствора, но и от структуры смеси и тех напряжений, которые он испытывает при работе.
Все факторы, способствующие получению плотной и прочной цементно-грунтовой смеси (подбор оптимального состава смеси, тщательное перемешивание, максимальное уплотнение при оптимальной влажности и создание в последующем условий для нормального
протекания процесса гидролиза и гидратации цемента), увеличивают стойкость к агрессивным воздействиям растворов солей. Как показали опыты, увеличение концентрации раствора приводит к уменьшению механической прочности цементно-грунтовой смеси независимо от концентрации растворов (рис. 1). Так, при дозировке 10% портландцемента смесь в растворе с содержанием 60 г/л соли сернокислого магния разрушается, а при дозировке 15% портландцемента смеси оказались стойкими к разрушающим действиям соли сернокислого магния.
'
8, 0
1 7 0 0
1 - 2 16 0
2" 15,0 а
Є 14,0
0 13,0
<Ь
5с 12,0 с;
§ 11,0 і
1 1 10,0
8 9,0
2
8,0
7.0
6.0
28 90 180 270 360 540
Время испытания образцов, дни
Рис. 1. Влияние раствора (60 г/л) сернокислого магния на кинетику изменения механической прочности опытных образцов. 1 - цементно-грунтовая смесь (портландцемент - 15%),
2 - цементный раствор.
Таблица 4
Временное сопротивление сжатию образцов, МПа
Состав смеси Возраст образцов, дни
7 28 180 360 540
Содержание соли в растворе, г/л
3 6 60 3 6 60 3 6 60 3 6 60 3 6 60
Лессовый грунт + 10% портландцемент 4.3 4.0 3.6 6.1 5.2 5.0 9.9 8.7 8.0 11.2 9.8 10.0 10.8 9.6 9.0
Лессовый грунт + 15% портландцемент (рис. 1) 5.0 4.2 4.0 7.2 6.5 6.0 11.2 10.7 10.2 12.1 11.8 11.3 12.0 11.8 11.4
Лессовый грунт + 20% портландцемент (рис. 2) 5.6 5.2 4.8 6.7 6.1 5.7 7.7 7.3 6.9 9.5 9.1 8.3 9.9 9.4 8.5
Цементный раствор (портландцемент + вольский песок - 1:3) (рис. 1) 13.8 13.3 13.1 19.1 18.9 18.0 19.0 17.9 16.7 18.6 14.8 11.0 18.5 12.7 7.1
Таблица 5
Влияние концентрации солевых растворов на механическую прочность образцов, которые
хранились в пресной воде в течение одного года
Дозировка портландцемента, % Содержание соли в растворе, г/л
3 6 60
10 92 81 66
15 100 98 94
20 110 106 99
Опыты показали, что при длительном хранении образцов из цементно-грунтовых смесей при дозировке 10% портландцемента (содержание соли в растворах 3; 6 и 60 г/л) наблюдалось нарастание механической прочности. Полученные нами результаты по изучению изменения поведения цементного раствора в растворах сернокислого магния показали, что механическая прочность во времени у образцов из цементного раствора с увеличением содержания соли в воде постепенно падала (рис. 2), и через полтора года ее значения (хранящихся в растворе 60 г/л) оказались ниже прочностей образцов из цементно-грунтовой смеси.
(С Г
0, т~
2
9.0
8.0 7,0
3
4
<3 6,0
Є
о
£
о
О
5.0
4.0
7 28 90 180 270 360 450 540
Время испытания образцов, дни
Рис. 2. Влияние растворов сернокислого магния на изменение механической прочности образцов из цементно-грунтовых смесей с добавкой портландцемента (20%). 1, 2, 3 и 4 соответственно при содержании соли в растворе 0; 3; 6 и 60 г/л.
1
Причина стойкости цементно-грунтовой смеси к разрушающему действию сернокислого магния нами объясняется так: глинистые фракции лессового грунта, обволакивая частицы цемента, препятствуют проникновению раствора сернокислого магния, а в цементном растворе, где частицы цемента обнажены, наблюдается обратное явление, то есть легко происходит разрушение частиц цемента.
Исходя из вышеуказанного, можно сделать вывод: устойчивость цементно-грунтовых смесей на основе лессовых грунтов в растворах соли сернокислого магния (М§Б04^Н20) зависит от концентрации раствора, срока хранения и дозировки портландцемента.
Образцы из цементно-грунтовой смеси с дозировками портландцемента 15% оказались более устойчивыми в агрессивной среде, чем образцы цементного раствора (вольский песок + портландцемент).
Таджикский государственный технический Поступило 25.12.2008 г.
университет им.акад.Осими,
Институт водных проблем, гидроэнергетики и экологии АН Республики Таджикистан
ЛИТЕРАТУРА
1. Волженский А.В. Минеральные вяжущие вещества. - М., 1986.
2. Кенджаев Р.К. - Строительство и архитектура Узбекистана, 1968, №8.
3. Козлов В.В. Сухие строительные растворы. - М.: АСВ, 2000.
4. Микульский В.Г., Горчаков В.И. и др. Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы). - М.: Изд-во АСВ, 2004, 536 с.
5. Пособие по производству работ при устройстве оснований и фундаментов (к СНиП 3.02.01-83) / НИИОСП им. Н.М.Герсеванова. - М.: Стройиздат, 1986, 576 с.
6. Тейлор Х. Химия цемента. / Пер. с англ. - М., 1998.
Ч,.Х.Саидов, М.У.Шералиев, И.Э.Эгамов, З.В.Кобулиев КИНЕТИКАИ ТАГЙИРЁБИИ САХТИИ ОМЕХТАИ СЕМЕНТИЮ-ХОКЙ ДАР АСОСИ ЗАРДХОКХ,ОИ МА^АЛЛИИ ДУШАНБЕ ^АНГОМИ
ТАЪСИРИ МУСИТИ ФАЪОЛ
Дар мак;ола натичаи тачрибахои гузаронидашуда оид ба муайян намудани бар-дошти омехтахои сементию-хокй дар асоси зардхокхо дар махлули намаки сулфити магний (М^ОгШО) мавриди назар карор гирифтааст. Муайян карда шудааст, ки мустахкамии намунахои сементию-хокй бо истифода аз 15% хиссаи портландсемент аз намунахои махлули сементй, ки аз (куми вольск+портландсемент) иборат аст, зиёдтар аст.
J.H.Saidov, M.U.Sheraliev, I.E.Egamov, Z.V.Kobuliev CINETIC CHANGES OF DURABILITY OF CEMENT-SOIL MIXES ON THE BASIS OF A LOESSIAL GROUND OF THE DUSHANBE DEPOSIT AT CORROSIVE MEDIUM INFLUENCE
It is considered results of the researches on definition of firmness of cement-soil mixes on the basis of loessial grounds in salt solutions of magnesium sulphate (MgSO4-H2O) in the article. It is defined that stability of samples from a cement-soil mix with 15% Portland-cement dosages in the corrosive medium is more above, than samples of a cement mortar of structure (volskiy sand + Portland-cement).
